DE3731011C2

DE3731011C2 -

Info

Publication number: DE3731011C2
Application number: DE3731011A
Authority: DE
Inventors: Karl-Diether Dipl.-Ing. 7101 Oedheim De Nutz
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1989-07-06
Also published as: DE3731011A1; DE3867006D1; EP0307724B1; EP0307724A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Regelung der Drehzahl eines Motors mit einem Regelverstärker, der einen Strom erzeugt, der von der Differenzspannung aus der der vorhandenen Drehzahl entsprechenden Spannung und der der gewünschten Drehzahl entsprechenden Spannung sowie von einem Strom gesteuert wird, der dem Regelverstärker zugeführt wird.

Durch die DD 99 872, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen ist, ist eine Schaltung zur Regelung der Drehzahl eines Motors mit einem Regelverstärker bekannt, der eine Stellgröße erzeugt, der von der Differenzspannung aus der der vorhandenen Drehzahl entsprechenden Spannung und der der gewünschten Drehzahl entsprechenden Spannung sowie von einem Strom gesteuert wird, der dem Regelverstärker zugeführt wird. Eine Beeinflussung des Regelverstärkers abhängig von der Drehzahl des Motors, erfolgt bei der bekannten Schaltung derart, daß durch eine Schaltung die Rückführungsimpedanzen und damit die Pegelparameter des Regelverstärkers verändert werden.

Die Drehzahl eines Motors wird im allgemeinen dadurch geregelt, daß die Drehzahl des Motors mit Hilfe eines Frequenz-/Spannungswandlers in eine drehzahlproportionale Spannung umgewandelt wird und diese Spannung sowie eine Spannung, die der gewünschten Drehzahl entspricht, einem Regelverstärker zugeführt werden, der einen Ausgangsstrom erzeugt, der von der Differenzspannung der beiden genannten Spannungen sowie von einem konstanten Strom abhängt, der mittels einer Stromquelle dem Regelverstärker zugeführt wird. Der Ausgangsstrom des Regelverstärkers wird über ein RC-Netzwerk einem Stellglied zugeführt, welches die Leistungszufuhr zum Motor derart beeinflußt, daß der Drehzahl-Istwert dem gewünschten Drehzahl-Sollwert möglichst nahekommt.

Drehzahlregelungen müssen heute häufig über einen sehr großen Drehzahlbereich (Spreizung bis 100 : 1) arbeiten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Regelung der Drehzahl eines Motors mit einem Regelverstärker anzugeben, der die Regelverstärkung kontinuierlich dem jeweiligen Drehzahlbereich anpaßt. Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung durch das kennzeich nende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, daß der Ausgangsstrom des Regelverstärkers einer Drehzahlrege lung nicht nur durch die Differenz der Ist-Spannung und der Soll-Spannung, sondern auch noch durch einen Strom gesteuert wird, der drehzahlabhängig ist. Dieser dreh zahlabhängige Strom zur Steuerung des Regelverstärkers wird vorzugsweise durch die Ist-Spannung gesteuert. Durch die Erfindung erhält man jeweils optimale Regel eigenschaften für alle Drehzahlbereiche und die Steil heit des Regelverstärkers wird so geändert, daß sein Ausgangsstrom möglichst proportional zum Drehzahl-Ist wert ist.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs beispiel erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Blockschaltung mit einem Regel verstärker zur Regelung der Drehzahl eines Motors. Die Drehzahl des Motors M wird bei einer solchen Schaltung zunächst in eine drehzahlproportionale Gleichspannung umgewandelt. Dies geschieht z. B. mit Hilfe eines Gene rators G, der aus der Drehzahl des Motors M ein elek trisches Signal erzeugt, dessen Frequenz proportional zur Drehzahl des Motors ist. Dem Generator G ist ein Frequenz-/Spannungswandler f/U nachgeschaltet, der aus dem Frequenzsignal des Generators G eine der Drehzahl des Motors proportionale Gleichspannung erzeugt. Die vom f/U-Wandler erzeugte Gleichspannung wird dem Tief paß C 1 R 1 zugeführt, der die Gleichspannung zur besseren Glättung von ersten Störungen befreit. Der nachgeschal tete Regelverstärker RV wandelt die Differenz der Span nung U _ist (Ausgangsspannung des Frequenz-/Spannungs wandlers f/U) und der Spannung U _soll, die vom Anwender als drehzahlproportionale Sollwert-Spannung, beispiels weise mit Hilfe eines Potentiometers, vorgegeben wird, in eine Stromgröße um. Die Richtung des Ausgangsstromes des Regelverstärkers RV hängt davon ab, ob die Spannung U _ist größer oder kleiner als die Soll-Spannung U _soll ist. Ist die Spannung U _ist zu klein, so wird die Wider standskombination R 2 C 2 bzw. R 3 C 3 am Ausgang des Regel verstärkers RV durch einen positiven Ausgangsstrom des Regelverstärkers so weit hochgeladen, bis der Motor M durch eine dieser Stellgröße entsprechende Leistungser höhung den Drehzahl-Sollwert erreicht. Im umgekehrten Fall (Spannung U _ist zu groß) dreht sich der Ausgangs strom des Regelverstärkers RV um und reduziert die Vor gabe für das Stellglied so weit, daß die dem Motor M zugeführte reduzierte Leistung zu einer möglichst ge ringen Regelabweichung, d. h. Abweichung von der Soll- Drehzahl, führt. Die Komponenten R 3, R 2 C 2 und C 3 stel len dabei die aus der herkömmlichen Regelungstechnik bekannten Teilkomponenten eines PID-Reglers dar.

Bei der bekannten Drehzahl-Regelungstechnik mit einem Regelverstärker der beschriebenen Art läuft der Aus gangsstrom entsprechend der Differenzspannung aus der Spannung U _ist und der Sollspannung U _soll von einem Mini malwert i _qmin bis zu einem fest vorgegebenen Maximal wert i _qmax hoch. Nach der Erfindung ändert sich jedoch der Maximalwert i _qmax, und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehzahlbereich. Nach der Erfindung erfolgt also eine Anpassung des i _qmax-Wertes des Ausgangsstro mes des Regelverstärkers RV an die jeweilige Drehzahl bzw. an Drehzahlbereiche.

Diese Anpassung des i _qmax-Wertes des Ausgangsstromes des Regelverstärkers RV an die Drehzahl bzw. den Dreh zahlbereich wird dadurch erreicht, daß dem Regelverstär ker RV außer den Spannungen U _ist und U _soll mittels der Stromquelle ST ein Strom zugeführt wird, der von der Spannung U _ist und damit von der Drehzahl n des Motors abhängt. Als Regelverstärker mit gesteuertem Ausgangs strom wird beispielsweise ein Verstärker des Typs NE 5517 verwendet.

Die Steuerung der Stromquelle ST erfolgt beispielsweise derart, daß der Maximalwert i _qmax des Regelverstärkers RV bei einer U _ist-Spannung von 100 mV z. B. 10 µA ist, während der Maximalwert i _qmax des Regelverstärkers RV bei Spannungen U _ist<100 mV nicht bei 10 µA belassen wird, sondern sich ändert und bei 1 V z. B. 100 µA be trägt.

Der Ausgangsstrom des Regelverstärkers wird über ein RC-Glied einem Stellglied SG (U 208 B) zugeführt, wel ches die Leistungszufuhr zum Motor regelt.

Die Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der Abhängigkeit des Ausgangsstromes i _qmax des Regelverstärkers RV in Ab hängigkeit von der Spannung U _ist und damit von der Dreh zahl n des Motors. Die Kurve der Fig. 2 ergibt sich aus der Beziehung i _q = i _max · (1-1/(1+B · Δ U _e)), wobei I _q der Ausgangsstrom des Verstärkers, i _qmax der maximale Ausgangsstrom des Verstärkers, Δ U _e die Diffe renzspannung zwischen der U _ist-Spannung und der U _soll- Spannung und B eine verstärkerspezifische Konstante sind.

Claims

1. Schaltung zur Regelung der Drehzahl eines Motors mit einem Regelverstärker, der einen Strom erzeugt, der von der Differenzspannung aus der der vorhandenen Drehzahl entsprechenden Spannung und der der gewünschten Dreh zahl entsprechenden Spannung sowie von einem Strom ge steuert wird, der dem Regelverstärker zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Regelverstärker zugeführte Strom von der Drehzahl des Motors abhängt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gesteuerte Stromquelle, die den Strom für den Regelverstärker liefert, und von der Spannung U _ist angesteuert ist.